Шероховатость после токарной обработки. Шероховатость поверхностей при токарной обработке

Шерохотоватость поверхности – это показатели, которые обозначают определенное количество данных характеризующих состояние неровностей поверхности измеряемых сверхмалыми отрезками при базовой величине длины. Совокупность показателей, обозначающих возможную ориентацию направлений неровностей поверхностей с определенными значениями и их характеристикой, задается в нормативных документах ГОСТ 2789-73, ГОСТ 25142-82, ГОСТ 2.309-73. Совокупность требований указанных в нормативных документах распространяется на изделия, изготовленные с использованием различных материалов, технологий и методов обработки, за исключением имеющихся дефектов.

Высокое качество обработки деталей позволяет значительно снизить износ поверхностей, возникновение очагов коррозии, тем самым повышая точность сборки механизмов их надежность при длительной эксплуатации.

Основные обозначения

Шероховатость исследуемой поверхности измеряются на допустимо небольших площадях, в связи с чем базовые линии выбирают, учитывая параметр снижения влияния волнообразного состояния поверхности на изменение высотных параметров.

Неровности на большинстве поверхностей возникают по причине образующихся деформаций верхнего слоя материала при осуществляемой обработке с использованием различных технологий. Очертания профиля получают при проведении обследования с помощью алмазной иглы, а отпечаток фиксируется на профилограмме. Основные параметры, характеризующие шероховатость поверхности имеют определенное буквенное обозначение, используемое в документации, чертежах и получаемые при проведении измерений деталей(Rz, Ra, Rmax, Sm, Si, Tp).

Для измерения неровности поверхности используют несколько определяющих параметров:

Также используются шаговые параметры Sm и Si и опорная длина исследуемого профиля tp. Данные параметры указываются при необходимости учитывать условия эксплуатации деталей. В большинстве случаев для измерений используется универсальный показатель Ra, который дает наиболее полную характеристику с учетом всех точек профиля. Значение средней высоты Rz применяется при возникновении затруднений связанных с определением Ra с использованием приборов. Подобные характеристики оказывают влияние на сопротивление и виброустойчивость, а также электропроводимость материалов.

Значения определений Ra и Rz указаны в специальных таблицах и при необходимости могут использоваться при проведении необходимых расчетов. Обычно определитель Ra обозначается без числового символа, другие показатели имеют необходимый символ. Согласно действующим нормативным актам (ГОСТ) существует шкала, в которой даны значения шероховатостей поверхности различных деталей, имеющих подробную разбивку на 14 специальных классов.

Существует прямая зависимость, определяющая характеристики обрабатываемой поверхности, чем выше показатель класса, тем меньшее значение имеет высота измеряемой поверхности и лучше качество обработки.

Методы осуществления контроля

Для осуществления контроля шероховатости поверхности используются два метода:

• качественный;
• количественный.

При проведении качественного контроля проводится сравнительный анализ поверхности рабочего исследуемого и стандартного образцов путем визуального осмотра и на ощупь. Для проведения исследования выпускаются специальные наборы образцов поверхностей имеющих регламентную обработку согласно ГОСТ 9378-75. Каждый образец имеет маркировку с указанием показателя Ra и метода воздействия на поверхностный слой материала (шлифовка, точение, фрезерование т.д.). Используя визуальный осмотр можно достаточно точно дать характеристику поверхностного слоя при характеристиках Ra=0.6-0.8 мкм и выше.

Количественный контроль поверхности проводится с использованием приборов работающих с применением разных технологий:

• профилометра;
• профилографа;
• двойного микроскопа.

Классификация поверхностей

При определении характеристики поверхностного слоя материала необходимо провести классификацию:

Нормативные данные также содержатся в ГОСТ 2.309-73 согласно, которому наносятся обозначения на чертежи и содержат характеристики поверхностей по установленным правилам и обязательны для всех промышленных предприятий. Необходимо также учитывать, что знаки и их форма, наносимые на чертежи должны иметь установленный размер с указанием числового значения неровности поверхности. Регламентируется высота знаков, указывается вид обработки.

Знак имеет специальный код, который расшифровывается следующим образом:

• первый знак – характеризует тип обработки исследуемого материала (точение, сверление, фрезерование и т.д.);
• второй знак — обозначает, что поверхностный слой материала не подвергался обработке, а образован путем ковки, литья, прокатки;
• третий знак – показывает, что вид возможной обработки не регламентируется, но должен соответствовать Ra или Rz.

В случае отсутствия знака на чертеже, поверхностный слой не подвергается специальной обработке.

На производстве используют два вида воздействия на верхний слой:

• с помощью частичного удаления верхнего слоя обрабатываемой детали;
• без удаления верхнего слоя детали.

При удалении верхнего слоя материала в основном используется специальный инструмент, предназначенный для выполнения определенных действий – сверления, фрезерования, шлифования, точения, и т.д. В ходе обработки происходит нарушение верхнего слоя материала с образованием остаточных следов от используемого инструмента.

Когда применяется обработка без удаления верхнего слоя материала – штамповка, прокат, литье, происходит смещение структурных слоев их деформация с принудительным созданием «гладко-волокнистой» структуры.

При конструировании и изготовлении деталей параметры неровностей задает конструктор, основываясь на техническом задании определяющим характеристики изделия в зависимости от требований, предъявляемых к изготовляемому механизму, технологии используемой при производстве и степени обработки.

Маркировка структуры поверхности

При нанесении обозначений в рабочей документации, чертежах применяются специальные знаки для характеристики материала, которые регламентируются стандартом ГОСТ 2.309-73.

Основные правила, используемые для обозначения неровности поверхности на чертежах

Основные правила, которые необходимо использовать при выполнении чертежа:

Учитывая структуру материала, конструктор имеет возможность указать необходимые параметры, предъявляемые к качеству поверхностей. Причем характеристики могут указываться по нескольким параметрам с установкой максимально и минимального значения с возможными допусками.

Особые условия

При массовом производстве определенных деталей иногда нарушается заданная форма или их сопряженность. Подобные нарушения увеличивают допустимый износ деталей, и ограничиваются специальными допусками, которые указаны в ГОСТ 2.308. Каждый вид используемого допуска имеет 16 определяющих степеней точности, которые оговариваются для деталей разной конфигурации с учетом используемого материала. Необходимо также учитывать, что используемые допуски размера и конфигурации для деталей имеющих цилиндрическую форму берутся с учетом диаметра деталей, а плоские детали с учетом толщины, а максимальная погрешность не должна превышать показатель допуска.

Правильное использование методики определения показателей шероховатости поверхностей позволяет достичь более высокой точности обработки и размера деталей при соблюдении параметров указанных в нормативных документах, которые дают возможность значительно повысить качество готового продукта.

Чтобы достичь заданной точности размеров детали и установить при контроле, действительно ли получен заданный размер, необходимо обеспечить при обработке надлежащий класс шероховатости поверхности.

Необходимая точность обработки, отвечающая требованиям заданного класса точности, достигается на различных станках разными способами.

Точность выполнения размеров определяется квалитетами (в системе ОСТ – классы точности). Квалитет (по стандартам СЭВ – Совет Экономической Взаимопомощи) показывает относительную точность изготовления детали.

В зависимости от величины допуска на размер установлено 19 квалитетов точности (IT01, IT0, IT1, IT2,...IT17; IT – Intеrnational Tolerance - международный допуск). IT8 – допуск системы по 8 квалитету ISO (ISO - международная организация по стандартизации).

Практикой определены взаимосвязи между видами обработки и шероховатостью поверхности. Так, например, установлено, что средняя высота неровностей не должна превышать 10-25% от допуска на обработку. Это позволило установить достижимую шероховатость поверхности для различных видов обработки, а с учётом затрат при любом другом способе обработки – и экономически достижимую шероховатость поверхности.

Различные методы обработки по-разному влияют на качество поверхности.

Таблица 1. Характеристики точности и качества, характерные для различных способов обработки резанием

Для достижения заданного взаимного расположения поверхностей, формы и размеров деталей, их шероховатости и физико-механических свойств при производстве машиностроительной продукции применяют различные методы обработки: резание лезвийным и абразивным инструментами; поверхностное пластическое деформирование; электрофизические, электрохимические и другие методы. По мере приближения размера обрабатываемой поверхности к заданному размеру по чертежу обработка заготовки может быть нескольких видов: обдирочная, черновая, получистовая, чистовая, тонкая, отделочная.

Обдирочная обработка применяется для крупных поковок и отливок 16-18-го квалитетов точности. Она уменьшает погрешности формы и пространственных отклонений грубых заготовок, обеспечивая 15-16-й квалитеты точности, шероховатость поверхности Ra больше 100 мкм.

Черновая обработка выполняется в большом диапазоне точности (12-16-й квалитеты). Шероховатость поверхности Ra = 100-25 мкм.

Получистовая обработка применяется для заготовок, к точности которых предъявляются повышенные требования. Этот вид обработки обеспечивает 11-й, 12-й квалитеты точности. Шероховатость поверхности
Ra = 50,0-12,5 мкм.

Чистовая обработка применяется как окончательный вид обработки для тех заготовок, заданная точность которых укладывается в точность, достигаемую чистовой обработкой (8-11-й квалитеты). Шероховатость поверхности обеспечивается в пределах Ra = 12,5-2,5 мкм.

Тонкая обработка применяется для окончательного формирования поверхностей детали и при малых операционных припусках. Шероховатость поверхности находится в пределах значений Ra = 2,5-0,63 мкм.

Отделочная (финишная) обработка используется для получения требуемой шероховатости поверхности детали на точность обработки влияния почти не оказывает. Выполняется, как правило, в пределах допуска предшествующей обработки. Отделочная обработка обеспечивает получение шероховатости поверхности Ra = 0,63-0,16 мкм.

В современном машиностроении наиболее распространены обработка заготовок лезвийным и абразивным инструментами, которые формируют точность и качество поверхностей деталей. Лезвийным инструментом из сверхтвердых материалов можно обрабатывать заготовки с твердостью до 45 HRC, а абразивным инструментом целесообразно выполнять обработку металлов с более высокой твердостью.

Обработка лезвийным инструментом используется как процесс чистовой и тонкой обработки: тонкое точение, тонкое фрезерование, тонкое развертывание, протягивание, прошивание.

Сущность тонкого точения заключается в снятии стружки малого по толщине сечения при больших скоростях резания (100-1000 м/мин): для чугунных заготовок скорость резания составляет 100-150 м/мин; для стальных – 150-250 м/мин; для цветных сплавов – до 1000 м/мин. Подача устанавливается для предварительного хода – 0,15 мм/об, а для окончательного – 0,01 мм/об. Глубину резания принимают 0,2-0,3 и 0,05-0,01 мм соответственно.

Малые по толщине сечения стружки не вызывают больших усилий резания и значительных деформаций технологической системы СПИД, что обеспечивает 6-8-й квалитеты точности (при обработке цветных металлов и сплавов – 5-6-й квалитеты). Шероховатость поверхности у заготовок из черных металлов Ra = 2,50-0,63 мкм; цветных металлов – Ra = 0,32-0,16 мкм.

Тонкое точение применяется перед хонингованием, суперфинишированием, полированием и выполняется на высокооборотных станках (10-15 тыс. мин -1). Радиальное биение шпинделя не должно превышать 0,005 мм. Все вращающиеся детали должны быть точно отбалансированы.

Резцы оснащаются твердыми сплавами, алмазом, эльбором и другими режущими материалами с высокой износостойкостью. Тонкое обтачивание обеспечивает допуск размеров 5-80 мкм, овальность и конусообразность не более 3 мкм.

Тонкое фрезерование осуществляется преимущественно торцовыми фрезами при обработке плоских поверхностей. Фрезу устанавливают с уклоном 0,0001, чтобы исключить контакт с поверхностью зубьев, не участвующих в резании. При тонком фрезеровании снимается припуск 0,2-0,5 мм, а отклонение от плоскостности на 1 м длины составляет 0,02-0,04 мм. Шероховатость поверхности Ra= 2,5-0,63 мкм.

Тонкое развертывание обеспечивает высокую точность и малую шероховатость, однако не исправляет положения оси обрабатываемого отверстия, поскольку снимает равномерный припуск по всей поверхности. Тонкое развертывание обеспечивает точность, соответствующую 5-7-му квалитетам, Ra = 1,25-0,63 мкм, и чаще всего выполняется после сверления и зенкерования или чернового и чистового растачивания отверстий.

Протягивание применяется для обработки внутренних и наружных поверхностей. При чистовом протягивании цилиндрических отверстий обеспечивается точность 6-9-го квалитетов (шероховатость поверхности
Ra = 2,50-0,63 мкм), протягивание наружных поверхностей обеспечивает точность 11-го квалитета. Протягивание выполняется на горизонтальных и вертикальных станках, универсальных и специальных полуавтоматах и автоматах.

Прошивание осуществляется специальным инструментом (прошивкой), который проталкивают через обрабатываемое отверстие в заготовке с помощью пресса.

Чистовое точение в условиях заводов тяжелого машиностроения часто выполняется теми же проходными и подрезными резцами, что и обдирка. Примерные подачи резца, в зависимости от требуемой шероховатости обрабатываемой поверхности, указаны в табл. 26.Таблица 26 Примерные подачи в зависимости от требуемой шероховатостиОднако при обработке больших поверхностей такой метод обработки часто не может обеспечить получение 6—7 классов чистоты и одновременно 2—3 классов точности. Дело в том, что под влиянием износа резца шероховатость и диаметр обрабатываемой детали увеличиваются и при длительной работе резца выходят за пределы допуска. Для замедления износа резца нужно уменьшить его путь по обрабатываемой поверхности, что возможно достигнуть только за счет увеличения подачи.Поэтому в подобных случаях часто оказывается выгодным работать широкими чистовыми резцами из быстрорежущей стали (фиг. 42,а, б). Они применяются для обработки шеек прокатных, шестеренных валов и т. п., и при этом достигается шероховатость v6—v7 классов чистоты. Режимы резания при работе этими резцами и возможный класс точности обработки указаны в табл. 27.Таблица 27 Режимы резания и точность обработки при работе широкими чистовыми резцами

В некоторых случаях удается работать при подаче 30—40 мм/об. Глубина резания должна быть не менее 0,02 мм при последнем проходе и не более 0,15 мм при первом проходе.

Фиг. 42. Широкий чистовой резец (а) и схема установки его на станке (б). Длина режущей кромки резца принимается равной 80 - 100 мм. С обеих сторон ее на длине примерно 10 мм при помощи оселка заправляются заборный и обратный конусы (фиг. 42, а). Геометрия резца выбирается в зависимости от свойств обрабатываемой стали (табл. 28).Таблица 28 Геометрия широкого чистового резца в зависимости от предела прочности стали

Резцы вставляются с плотной посадкой в гнездо пружинной державки (фиг. 42, б). Желаемая степень упругости державки достигается с помощью деревянной планки, забиваемой в паз державки.Режущая кромка резца устанавливается ниже оси обрабатываемого изделия. Это устраняет вибрации и гарантирует от подхватывания резца. Кроме того, как показывает долголетний; опыт, более высокое качество обработки обеспечивается при работе на обратном вращении шпинделя (фиг. 42, б). В качестве смазки рекомендуется применять жидкость следующего состава: олифа 60%, скипидар 30% и керосин 10%.Наиболее часто чистовое точение производится твердосплавными резцами. Обычные проходные резцы со вспомогательным углом в планеприменяются на токарных, карусельных, расточных и других станках. Они изготовляются с пластинками твердого сплава Т15К6. Этот твердый сплав позволяет работать при скорости резания v = 100 - 250 м/мин, в зависимости от свойств обрабатываемой стали и некоторых других факторов. При такой скорости резания нарост на резце, как известно, не образуется, и поэтому, выбирая соответствующую подачу, удается уверенно получать поверхность, соответствующую 6 классу по ГОСТ 2789—59, а в некоторых случаях и по 7 классу чистоты. Применение сплава Т30К4 позволяет повысить скорость резания примерно на 30—40% и более. Некоторые токари-скоростники повышают скорость резания до 400—500 м/мин. Твердый сплав Т30К4 обладает значительно большей износостойкостью, чем твердый сплав Т15К6. Поэтому наибольший эффект от его применения наблюдается при чистовом точении стали повышенной твердости, особенно при высоких требованиях к чистоте или точности обработки и когда приходится точить большие поверхности с малой подачей, не снимая резца до конца прохода.Резцы с минералокерамическими пластинками находят пока ограниченное применение. Как и твердый сплав Т30К4, керамику целесообразно применять в тех случаях, когда на значительной длине необходимо получить высокую точность и чистоту поверхности, особенно при обработке чугуна.Несмотря на высокую скорость резания, допускаемую твердыми сплавами Т15К6 и Т30К4, обычные проходные резцы со вспомогательным углом в планене могут обеспечить высокую производительность чистовой обработки под v 6—v 7, так как приходится работать при подачах в несколько десятых долей миллиметра. Поэтому, как и во всей машиностроительной промышленности, на заводах тяжелого машиностроения широким распространением пользуются твердосплавные чистовые резцы с дополнительной режущей кромкой, параллельной образующей-детали (фиг. 43,в). Для получения 6—7 класса чистоты такими резцами работают при t<=0,1 мм, s= 1 - 1,5 мм/об, v = 150 - 200 м/мин . Длина дополнительной режущей кромки делается от 1,5 до 2s. Эти резцы дают производительность в 2—3 раза выше по сравнению с резцами без дополнительной режущей кромки.Наиболее высокую производительность труда достигают при работе широкими твердосплавными резцами (фиг. 43, а). Поверхности в несколько квадратных метров могут быть обточены такими резцами за 20—25 мин. . Эти резцы могут применяться на токарных и карусельных станках при обточке прокатных валов, роликов, шестерен, бандажей и других деталей, изготовляемых из стали и отбеленного чугуна.Для получения поверхности по 7—8 классу необходимо работать при v > 150 м/мин. Наилучшие результаты достигаются при v=250 - 300 м/мин. Однако практически осуществимые скорости резания обычно не превышают 100 м/мин, и поэтому шероховатость поверхности получается не выше 6 класса чистоты. Но после непродолжительной зачистки наждачным полотном сравнительно нетрудно получить и седьмой класс. Большое влияние на шероховатость обработанной поверхности оказывают: отношение длины прямолинейного участка режущей кромки l к подаче s (фиг. 43,а), глубина резания t, правильность установки резца, качество и геометрия его заточки. Чем больше отношение t/s, тем меньше шероховатость обработанной поверхности. При t/s = > 3 достигается 7—8 класс, при t/s = 2 - 1,5—6 класс . Глубину резания t следует принимать, исходя из условий жесткости системы станок — деталь—резец. Обычно t<=0,1 мм. Стойкость широких резцов весьма незначительно зависит от величины подачи. Наиболее часто s = 5 - 10 мм/об. Все неровности режущей кромки широкого резца копируются на обработанной поверхности. Поэтому необходима доводка передней и задней поверхностей до 9—10 класса чистоты. Завалы режущей кромки недопустимы. При установке резца необходимо добиваться, чтобы участок режущей кромки на длине l был строго параллелен образующей детали. Опыт показывает, что величина переднего и заднего углов широкого твердосплавного резца практически не влияет на микрогеометрию поверхности. Задний угол рекомендуется делать 20°, а передний выбирать в зависимости от твердости обрабатываемой стали в пределах от -5 до + 10°. Причем, для стали с твердостью Hb => 300 =-5°, а для стали с твердостью Hb<250 =+10°. Однако следует иметь в виду, что при работе широкими твердосплавными резцами часто возникают вибрации, из-за чего такие резцы не получили значительного распространения. Интенсивность вибраций очень сильно повышается с увеличением длины режущей кромки. Поэтому в тех случаях, когда виброустойчивость обычного широкого резца (фиг. 43,а) оказывается недостаточной, применяются широкие резцы с меньшей длиной режущей кромки (фиг. 43,б) или проходные резцы с дополнительной режущей кромкой (фиг. 43, в). Посадочные отверстия корпусных деталей в подавляющем большинстве случаев обрабатываются путем растачивания на горизонтально-расточных станках. Расточные станки обладают меньшей виброустойчивостью, чем токарные, и меньшей жесткостью системы станок — деталь — инструмент. Поэтому растачивание, как правило, производится обычными проходными резцами с углом Определяя оптимальные геометрические параметры расточного резца, необходимо учитывать уменьшение переднего угла, вызываемое установкой резца выше центра. В связи с этим рекомендуется для расточных резцов передний угол делать равным 15° при наличии фаски на передней поверхности f=0,2 - 0,3 мм, расположенной под отрицательным передним углом—2°. Остальные геометрические параметры резца рекомендуются следующие:Работая такими резцами при t<= 0,25 мм, s = 0,1-:- 0,3 мм/об и v= 150 -:- 250 м/мин, можно достичь второго класса точности и шероховатости, соответствующей 6—7 классу .

Обозначений шероховатости поверхности на чертежах

Таблица 3.1

*Обдирочное шлифование применяют в качестве предварительной обработки поверхностей отливок и поковок, не выдерживая допуска на размер.

**Этот метод не повышает точности размера, полученного на предшествующей обработке.

При обработке заготовок лезвийным инструментом шероховатость поверхности в значительной мере зависит от скорости резания и подачи. На рис. 3,5, а показано влияние скорости резания на шероховатость поверхности при точении стали (кривая 1 ) и чугуна (кривая 2 ). После обтачивания стальной заготовки со скоростью резания около 20 м/мин (кривая 1) наблюдается наибольшая шеро­ховатость, что связано с явлением активного образования нароста на режущей части резца. При скорости резания свыше 80 м/мин образование нароста практически прекращается. Кроме того, при высоких скоростях резания значительно уменьшается глубина пла­стически деформированного слоя, что также снижает шероховатость поверхности.

На рис. 3.5, б показана зависимость шероховатости поверх­ности от подачи при точении заготовки из стали 45 резцом с радиу­сом закругления вершины 2,5 мм. Из рисунка видно, что изменение малых подач (до 0,2 мм/об) незначительно влияет на изменение шероховатости поверхности. Но при переходе в область подач свыше 0,2 мм/об микронеровности обработанной поверхности воз­растают более интенсивно.

Рис. 3.5. Графики зависимостей шероховатости поверхности от скоростей резания и подач

С увеличением глубины резания шероховатость поверхности возрастает незначительно и практически ее можно не учитывать.

Значительное влияние па шероховатость поверхности оказывает состояние режущей части инструмента: микронеровности режущей кромки инструмента ухудшают шероховатость обработанной по­верхности; это особенно заметно при обработке протяжками, раз­вертками или широкими резцами. Затупление режущего инстру­мента приводит к увеличению шероховатости обработанной по­верхности.

При обработке заготовок абразивным инструментом шерохова­тость поверхности снижается с уменьшением зернистости и повы­шением твердости шлифовального круга, повышением скорости резания, уменьшением продольной и поперечной подач.

При обработке стали с высоким содержанием углерода (С > 0 5%) получается более чистая поверхность, чем при обработке низкоуглеродистой стали.

Применение смазывающе-охлаждающей жидкости улучшает ше­роховатость обработанной поверхности. Одновременно повышается стойкость инструмента. На рис. 3.6 показано (по данным К. С. Колева) влияние охлаждения на микрогеометрию поверхности при точении стали Х4Н быстрорежущим резцом при подаче S = 0,67 мм/об: 1 - точение без применения охлаждения; 2 - охла­ждение водной эмульсией (0,5 % соды и 0,1 % мыла).

Жесткость технологической системы значительно влияет на шероховатость и волнистость поверхности. Так, например, при точении нежесткого вала с установкой на центры наибольшая шеро­ховатость поверхности получается примерно в средней части по длине вала. Недостаточная жесткость системы может быть причи­ной появления вибрации при резании и, как следствие, образова­ния волнистой поверхности.

Рис. 3.6. Рис. 3.7.

Физико-механические свойства поверхностного слоя деталей и заготовок в значительной мере зависят от воздействия тепловых и силовых факторов в процессе обработки. Поверхностный слой обработанной стальной заготовки состоит из трех зон (рис. 3.7): I – зоны резко выраженной деформации, характеризуемой иска­жением кристаллической решетки, дроблением зерен и повышенной твердостью; II – зоны деформации, характеризуемой вытянутыми зернами и снижением твердости по сравнению с первой зоной; III - переходной зоны (зоны постепенного перехода к структуре основ­ного металла).

Исходные заготовки из стали, полученные ковкой, литьем или прокатом, имеют поверхностный слой, состоящий из обезуглероженной зоны и переходной зоны, т. е. зоны с частичным обезуглерожи­ванием. Например, заготовки, полученные горячей штамповкой, имеют обезуглероженный слой в пределах 150-300 мкм, а полу­ченные свободной ковкой - от 500 до 1000 мкм.

При обработке стальных заготовок резанием глубина деформации распространяется до 100-300 мкм. У чугунных заготовок глубина распространения деформации незначительна (до 15 мкм).

При механической обработке металлов деформация поверхност­ного слоя сопровождается упрочнением (наклепом) этого слоя. С увеличением глубины резания и подачи глубина наклепанного слоя возрастает. Так, например, при черновом точении глубина наклепа составляет 200-500 мкм, при чистовом точении 25-30 мкм, при шлифовании 15-20 мкм и при очень тонкой обработке 1-2 мкм.

Рис. 3.8. Рис. 3.9.

С увеличением скорости ре­зания глубина наклепа умень­шается. Это объясняется уменьшением продолжитель­ности воздействия сил реза­ния на деформируемый ме­талл. На рис. 3.8 показано (по данным К. С. Колева) влияние скорости резанияv при точении стали ЗОХГС (кривая 1 ) и стали 20 (кри­вая 2 ) на наклеп Н d .

При шлифовании деталей доминирующим фактором яв­ляется тепловой, служащий причиной появления в поверх­ностном слое обрабатываемого металла растягивающих на­пряжений. На рис. 3.9 пока­зана схема распределения ос­таточных напряжений σ по­сле шлифования на глубину h поверхностного слоя (кри­вая 1 ). Появление растягива­ющих напряжений связано с быстрым нагреванием поверхностного слоя в зоне контакта металла детали с шлифовальным кругом. После прохождения шлифоваль­ного круга поверхностный слой, охлаждаясь, стремится сжаться, вызывая растягивающие напряжения. При шлифовании с выхажи­ванием (т. е. с последующим выключением продольной подачи) значительно уменьшаются напряжения растяжения и увеличи­ваются напряжения сжатия (кривая 2 ).

пескоструйная обработка * - обработка (преимущественно очистка) фасадов зданий, металлических поверхностей перед окрашиванием и т.д. Для пескоструйной обработки применяются пескоструйные аппараты, действие которых основано на подаче струи сжатого воздуха со взвещанными в нём частицами песка на обрабатываемую поверхность. В литейном производстве пескоструйная обработка запрещена (может вызвать силикоз) и заменена дробемётной или дробеструйной обработкой

ковка * - один из способов обработки металлов давлением, при котором инструмент оказывает многократное прерывистое ударное воздействие на нагретую заготовку, в результате чего она, деформируясь, постепенно приобретает заданные форму и размеры.

Различают ковку в штампах (массовое и крупносерийное производство) и свободную ковку.

При ковке используют кузнечный инструмент.

Основные операции ковки: осадка, высадка, протяжка, обкатка, раскатка, прошивка.

ковка **

Горячая ковка - ковка с нагревом заготовки для увеличения пластичности.

Машинная ковка - ковка с использованием энергии подвижных частей молота или жидкости высокого давления гидравлического пресса.

Ручная ковка - ковка с использованием энергии мышц человека.

* Политехнический словарь /Редкол.: А.Ю. Ишлинский (гл. ред.) и др. - 3 - е изд., перераб. и доп. - М.: Советская энциклопедия, 1989. - 656 с. с ил.

**Захаров Б.В., Киреев В.С., Юдин Д.Л. Толковый словарь по машиностроению. Основные термины. - Под ред. А.М. Дальского. - М.: Рус.яз., 1987. - 304с

пиление (распиливание, отпиливание) - разрезка различных материалов с помощью пил.

пила * - ручной или станочный многолезвийный режущий инструмент для деления (распиливания) древесины, металла и других материалов.

В деревообработке используют пилы: ручные (двуручные) со свободным полотном для распиливания бревен, брусьев и толстых досок; лучковые с натянутым полотном для продольного поперечного и криволинейного (фигурного) распиливания пиломатериалов; ножовки со свободным полотном для разнообразных работ (при небольших размерах обработки); механизированные (дисковые и цепные электропилы, бензомоторные цепные); станочные (полосовые, ленточные, дисковые, цилиндрические, и др.)

Для резки металлических труб, сортового проката, отрезки прибылей вырезки заготовок из листа служат пилы: дисковые, в том числе пилы трения и абразивные - резание вращающимся диском, ножовочные - резание ножовочным полотном, ленточные - резание бесконечной (замкнутой) гибкой стальной лентой с зубьями. Применяются ручные пилы и с приводом от отрезных, ножовочных и др. станков.

* Политехнический словарь /Редкол.: А.Ю. Ишлинский (гл. ред.) и др. - 3 - е изд., перераб. и доп. - М.: Советская энциклопедия, 1989. - 656 с. с ил.

сверление * образование снятием стружки сквозного или глухого цилиндрического отверстия в сплошном материале с помощью сверла, совершающего обычно вращательное и поступательное движение относительно сваей оси.

Из-за сравнительно невысокой точности сверление часто бывает подготовительной операцией для последующего растачивания, зенкерования, развертывания, протягивания. Сверление также подготовительная операция для нарезания внутренних резьбы.

Сверление осуществляется на сверлильных, расточных, токарных и др. станках, а также ручными сверлильными машинами.

* Политехнический словарь /Редкол.: А.Ю. Ишлинский (гл. ред.) и др. - 3 - е изд., перераб. и доп. - М.: Советская энциклопедия, 1989. - 656 с. с ил

зенкерование * - обработка предварительно полученных отверстий с целью повышения их точности. Зенкерование обычно обеспечивает точность в пределах 10-12 квалитетов и шероховатость поверхности R a =1,23...6,3 мкм. Осуществляется зенкером на сверлильных, вертикально-фрезерных и револьверных станках

* Политехнический словарь /Редкол.: А.Ю. Ишлинский (гл. ред.) и др. - 3 - е изд., перераб. и доп. - М.: Советская энциклопедия, 1989. - 656 с. с ил.

Развертывание * - чистовая обработка цилиндрических и конических отверстий диаметром до 100 мм при помощи металлорежущего инструмента - развертка. Развертывание обычно обеспечивает точность отверстия по квалитетам 7-9 с шероховатостью поверхности R z =0,63...0,32 мкм. Развертывание характеризуется съемом малых припусков (несколько десятков мкм) и упрочнением тонкого поверхностного слоя.

Развертывание **, одна из разновидностей обработки отверстий резанием (после сверления и зенкерования) многолезвийным режущим инструментом - развёрткой. В результате чернового Р. снимается припуск на обработку не более 0,5 мм на диаметр, обеспечиваются шероховатость поверхности 7-го класса, точность 3-го класса. При чистовом Р. снимается припуск не более 0,2 мм ; шероховатость - до 9-го класса, точность - до 2-го.

* Политехнический словарь /Редкол.: А.Ю. Ишлинский (гл. ред.) и др. - 3 - е изд., перераб. и доп. - М.: Советская энциклопедия, 1989. - 656 с. с ил.

протягивание * - способ обработки резанием и поверхностным пластическим деформированием внутренних и наружных поверхностей заготовок на протяжных станках. При протяжке применяют многолезвийный режущий инструмент - протяжку. Протяжкой получают шпоночные канавки в сквозных отверстиях различного сечения, прорези и т.п. Производительность протяжки в несколько раз больше строгания, долбления и фрезерования.

протягивание **, процесс обработки металлов резанием на протяжных станках многолезвийным режущим инструментом - протяжкой. Применение П. целесообразно при обработке больших партий деталей, т. е. в крупносерийном и массовом производстве (ввиду сложности изготовления и высокой стоимости протяжек).

В зависимости от порядка срезания припуска при П. различают следующие виды резания: а) профильное, при котором все режущие зубья протяжки снимают припуск, но не участвуют в окончательном формировании поверхности, последний же зуб придаёт ей окончательную форму; б) генераторное, при котором каждый режущий зуб протяжки, срезая припуск, одновременно участвует в построении поверхности; в) прогрессивно-групповое, применяемое при снятии относительно больших припусков, когда все зубья, распределённые по группам (2-3 зуба), снимают слой металла не сразу по всей ширине, а частями.

Существуют свободный и координатный методы П. При свободном методе протяжка обеспечивает получение только размеров и формы поверхности; при координатном, - кроме того, точное расположение обработанной поверхности относительно базовой.

Припуск под П. составляет для отверстий в поковках и отливках 2-6 мм ; для отверстий, полученных сверлением, зенкерованием или растачиванием, 0,2-0,5 мм. Скорость резания при П. сравнительно низка (2-15 м/мин ), однако производительность П. высока, т.к. велика суммарная длина одновременно работающих режущих кромок. Точность обработки при П. - 3-2-й класс; шероховатость обработанной поверхности - 7-9-й класс. Особенность процесса резания при П. - постоянное накопление стружки во впадинах перед каждым зубом. Для лучшего размещения стружки и предотвращения заклинивания протяжки зубья часто снабжаются стружколомающими канавками.

Лит.: Вульф А. М., Резание металлов, 2 изд., Л., 1973.

Н. А. Щемелев.

* Политехнический словарь /Редкол.: А.Ю. Ишлинский (гл. ред.) и др. - 3 - е изд., перераб. и доп. - М.: Советская энциклопедия, 1989. - 656 с. с ил.

точение *, токарная обработка - обработка резанием при помощи резцов наружных (обтачивание) и внутренних (растачивание) поверхностей тел вращения (цилиндрических, конических и фасонных), а также спиральных и винтовых поверхностей. Характеризуется вращательным движением заготовки (главное движение) и поступательным движением режущего инструмента (движение подачи).